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汽车车身制造工艺学

第一章 冲压工艺概论

冲压工艺概念：冲压工艺是一种先进的金属加工工艺方法，它是建立在金属塑性变型的基础上，在常温条件下利用模具和冲压设备对板料施加压力，使板料产生塑性变型或分离，从而获得具有一定形状、尺寸和性能的零件。

冲压三要素：板料、模具、冲压设备。

冲压工艺特点:1．生产效率高，操作简便，便于实现机械化与自动化。2．冲压加工零件的尺寸精度是由模具保证的，一般不需要再进行机械切削加工，所以质量稳定，具有较高的尺寸精度3.冲压工艺能制造出其他金属加工方法所不能或难加工的，形状复杂的零件4.冲压加工一般不需加热毛胚，也不像切削加工那样需要切除大量金属，所以它不但节能，而且材料利用率高。冲压加工能获得强度高、刚度大且质量轻的零件，适合进行汽车车身零件的加工。5.冲压所用原材料多为轧制板料或带料，在冲压过程中材料表面一般不会被破坏，所以表面质量较好，为后续表面处理工序提供了方便条件6.冲压件有较好的互换性。

冲压工序分类:1分离工序：使冲压件或毛胚在冲压过程中沿一定的轮廓分离，同时冲压 零件的分离断面要满足一定的断面质量要求。2成形工序：板料在不产生破坏的前提下使毛胚发生塑性变形，获得所需求的形状和尺寸的零件。 冲压工序四个基本工序：冲裁（包括冲孔、落料、修边、剖切）弯曲、拉深、局部成形

冲压加工对材料性能的要求

1冲裁加工 用于冲载加工的材料，应具有足够的塑性和较低的硬件，这有利于提高冲载件的断面质量和尺寸精度。

2弯曲加工 用于弯曲成形的材料，要求具有足够的塑性、较低的屈服强度和较高的弹性模量。

3、拉深加工 用于拉深成形的材料，要求具有高的塑性、低的屈服点和大的厚向异性系数，而硬度高的材料则难于进行拉深成形。

塑性变形体积不变定律：塑性变形时物体主要发生形状的改变，而体积的变化很小，可以忽略不计，即： 1 2 3 =0

屈斯加屈服准则：任意应力状态下，只要最大剪应力达到某临界值，材料就屈服 米塞斯修正：某点的等效应力达到某临界值，材料就开始屈服。

力学性能指标对冲压性能影响：

1屈服极限：趋向小的时候，变形抗力小，不易起皱，回弹小，贴模性、定形性好

2屈强比：趋向小的时候，易产生塑形变形，不易破裂，提高拉伸极限

3延伸率：总延伸率是拉断时的延伸率；均匀延伸率：局部集中变形，越高越好。屈服<=X<=强度

4硬化指数：趋向大的时候，冲压成形性能好

5厚向异性系数：趋向大的时候，板材抵抗变薄的能力越强

6板平面各向异性系数：小点好

板料的尺寸精度和表面质量对冲压性能的影响

板料的尺寸精度对冲压性能影响最大的是板料的厚度公差。

对板料的表面状况有如下要求

1、 表面光洁 2、表面平整 3、表面无锈

冲压用钢板的类型：按刚得品质分，普通碳素钢、优质碳素结构钢、低合金高强

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度钢板。

第二章 冲裁工艺

冲裁:利用冲裁模在压力机上使板料一部分与另一部分分离的冲压分离工序.它包括冲孔、落料、修边、切口等多种冲压分离工序

落料:从板料上冲下所需形状的零件或毛坯.

冲孔:在工件上冲击出所需形状的孔.

冲裁断面的三个特征区:圆角带,光亮带,断裂带. 塑性好的材料,光亮带大,断裂带小.

圆角带、光亮带三部分在冲裁件断面上必然存在。

增加光亮带高度的关键:是延长塑性变形阶段，推迟裂纹产生，这可以通过增加金属的塑性和减少刃口附近的变形与应力集中来实现。

提高断面的光洁度和尺寸的精度,可以采取的措施:增加光亮带,修正工序

冲裁间隙:间隙是指凸，凹模刃口工作部分尺寸之差。

冲裁间隙的影响

指凸在冲裁工作中，间隙的大小、均匀程度和偏差等对冲裁件的断面质量、尺寸精度、冲模使用寿命和冲裁力均有不同程度的影响。

1.对冲裁件质量: 分为间隙过小、间隙合适、间隙过大三种情况，另有间隙不均匀:晓得一边形成光亮带,大的一面形成很大的塌角。间隙过小:上下两面裂纹不重合,隔着一定的距离,互相平行,最后在基建形成毛刺和层片,并产生两个光亮带；间隙合适:裂纹重合,断面光洁,略带斜度.。间隙过大:对于薄料会使材料拉入间隙中,形成拉长的毛刺,对于厚料则形成很大的塌角.

2. 对冲裁件尺寸精度

间隙小时:落料制件尺寸大于凹模口尺寸,冲孔尺寸回小于凸模尺寸.；间隙大时:落料制件尺寸小于凹模口尺寸,冲孔尺寸回大于凸模尺寸.

3.对冲模寿命影响：大或小（磨损加剧）都减寿命

4.对冲裁时各种力的影响：大力小反之

刃口尺寸确定原则（5点）

1落料凹模设计基准；冲孔凸模设计基准2磨损规律：凹模趋于落料件做小极限尺寸，凸模趋于冲孔件最大极限尺寸3凸凹模保证合理间隙 间隙由基准件以外的件尺寸获得4凸凹模的制造公差与冲裁件尺寸精度适合5考虑模具制造的特点 刃口尺寸确定方法：1.凸凹模分别加工：把模具的制造公差控制在间隙的变动范围内，是模具制造难度增加。主要用于冲裁件的形状简单、间隙较大、精度较低的模具或用线切割等精密设备加工凹凸模的模具。2.凸凹配合别加工：落料件选择凹模为基准模，冲孔件选择凸模为基准模。

凸凹配合别加工：料件选择凹模为基准模，冲孔件选择凸模为基准模。在作为基准模的零件图上标注尺寸和公差，然后在技术条件上注明按基准模的实际尺寸配作，保证间隙在Zmin~Zmax之间。

从凸模上卸下板料所需的力称为卸料力F卸；从凹模内乡下推出工件或废料所需力称为推件力F推；从凹模内向上顶出工件或废料所需的力称为顶件力F顶。 F卸=K卸F平，F推=nK推F平，F顶=K顶F平

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式中

K卸——卸料力系数

K推——推件力系数

K顶——顶件力系数

n——梗塞在凹模内的冲裁件数（n=h/t）

h——凹模直壁洞口的高度

对冲模的要求

1.冲模应有足够的强度、刚度和相应的形状尺寸精度；

2.冲模的主要零件应该有足够的耐磨性及使用寿命；

3.冲模的结构应该确保操作安全、方便、便于管理与维修；

4.冲模应有使材料顺利送进、工件方便取出、定位可靠的装置，以保住生产的工件质量稳定；

5.为使冲模上下运动准确，需要有导向装置；

6.冲模的加工和装配应尽可能简单，尽量采用标准件、通用件，缩短模具的制造周期，降低成本；

7.冲模的工作依赖压力机的运动和能力，冲模的结构应与压力机的主要技术参数相适应。

8.冲模应具有与压力机连接的部件，有搬运吊装部位，以适应安装和管理的需要。

第三章 弯曲工艺

弯曲：将板料、毛柸、棒料、管材和型材弯成具有一定曲率，一定角度和形状的冲压成形工序称之为弯曲。

毛坯的长度：根据应变中性层的定义，毛坯的长度等于中性层的长度。 应变中性层位置用曲率半径p表示

P=r+xt

应变中性层：内外区之间有一层金属，其纤维尺度变形前后保持不变。外区（近凹模）拉伸，内区（近凸模）压缩

回弹现象：（精简）弯曲件的形状和尺寸都发生与加载时变形方向相反的变化。回弹现象引起弯曲件形状和尺寸大小改变

弯曲件回弹现象的理论分析：（复杂）在板料塑性弯曲时，总是伴随着弹性变形，所以当弯曲件从模具里取 …… 此处隐藏：2549字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……